SE2250604A1 - Demolition robot and method for feeding hydraulic power to a hydraulically driven tool at a demolition robot - Google Patents
Demolition robot and method for feeding hydraulic power to a hydraulically driven tool at a demolition robotInfo
- Publication number
- SE2250604A1 SE2250604A1 SE2250604A SE2250604A SE2250604A1 SE 2250604 A1 SE2250604 A1 SE 2250604A1 SE 2250604 A SE2250604 A SE 2250604A SE 2250604 A SE2250604 A SE 2250604A SE 2250604 A1 SE2250604 A1 SE 2250604A1
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- hydraulic
- motor
- speed
- control
- drive motor
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 14
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 12
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 2
- XEBWQGVWTUSTLN-UHFFFAOYSA-M phenylmercury acetate Chemical compound CC(=O)O[Hg]C1=CC=CC=C1 XEBWQGVWTUSTLN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 abstract description 4
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
- E02F9/2246—Control of prime movers, e.g. depending on the hydraulic load of work tools
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
- F04B17/03—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
- F04B49/06—Control using electricity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
- F04B49/06—Control using electricity
- F04B49/065—Control using electricity and making use of computers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
- F04B49/08—Regulating by delivery pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
- F04B49/20—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by changing the driving speed
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/06—Arrangements for speed regulation of a single motor wherein the motor speed is measured and compared with a given physical value so as to adjust the motor speed
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/96—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements
- E02F3/966—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements of hammer-type tools
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
- E02F9/205—Remotely operated machines, e.g. unmanned vehicles
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/2058—Electric or electro-mechanical or mechanical control devices of vehicle sub-units
- E02F9/2062—Control of propulsion units
- E02F9/207—Control of propulsion units of the type electric propulsion units, e.g. electric motors or generators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
- F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
- F15B11/161—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors with sensing of servomotor demand or load
- F15B11/165—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors with sensing of servomotor demand or load for adjusting the pump output or bypass in response to demand
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
- F15B2211/205—Systems with pumps
- F15B2211/20507—Type of prime mover
- F15B2211/20515—Electric motor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
- F15B2211/205—Systems with pumps
- F15B2211/2053—Type of pump
- F15B2211/20538—Type of pump constant capacity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/60—Circuit components or control therefor
- F15B2211/605—Load sensing circuits
- F15B2211/6051—Load sensing circuits having valve means between output member and the load sensing circuit
- F15B2211/6054—Load sensing circuits having valve means between output member and the load sensing circuit using shuttle valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/60—Circuit components or control therefor
- F15B2211/63—Electronic controllers
- F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
- F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
- F15B2211/6313—Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a load pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/60—Circuit components or control therefor
- F15B2211/63—Electronic controllers
- F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
- F15B2211/6346—Electronic controllers using input signals representing a state of input means, e.g. joystick position
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/60—Circuit components or control therefor
- F15B2211/665—Methods of control using electronic components
- F15B2211/6651—Control of the prime mover, e.g. control of the output torque or rotational speed
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
Uppfinningen avser en demoleringsrobot uppvisande åtminstone en hydrauliskt verksam funktion, vilken demoleringsrobot (1) innefattar;en inkommande matarledning (P) för hydraulflöde,en utgående returledning (T) för hydraulflöde, ochen utgående lastavkännarledning (LS),För att möta demoleringsrobotens effektbehov innefattar denen avkännaranordning (30) för avkänning av ett tryck i anslutning till den hydrauliskt verksamma funktionen eller i anslutning till lastavkännarledningen (LS),en regleranordning (40) innefattande en pump (13’) för genererande av ett hydraulflöde och en till nämnda pump kopplad drivmotor (15’) med tillordnad motordrivenhet (52’) som medger varvtalsreglering av drivmotorn,en styrenhet (50) vilken är anordnad att motta en signal från avkännaranordningen (30) samt att styra den i regleranordningen (40) ingående drivmotorns (15’) varvtal att förmå pumpen (13’) att åstadkomma ett i förväg bestämt tryck på lastavkännarledningen (LS).The invention relates to a demolition robot exhibiting at least one hydraulically active function, which demolition robot (1) includes; an incoming supply line (P) for hydraulic flow, an outgoing return line (T) for hydraulic flow, and an outgoing load sensing line (LS), In order to meet the power needs of the demolition robot, the sensing device (30) for sensing a pressure in connection with the hydraulically active function or in connection with the load sensing line (LS), a control device (40) comprising a pump (13') for generating a hydraulic flow and a drive motor connected to said pump ( 15') with assigned motor drive unit (52') which allows speed regulation of the drive motor, a control unit (50) which is arranged to receive a signal from the sensor device (30) and to control the speed of the drive motor (15') included in the control device (40) to causing the pump (13') to produce a predetermined pressure on the load sensing line (LS).
Description
Demoleringsrobot samt förfarande för matning av hydraulisk kraft till ett hydrauldrivet verktyg vid en demoleringsrobot Tekniskt område Föreliggande uppfinning hänför sig till en fjärrstyrd demoleringsrobot som matas medhydraulisk kraft via ett lastkännande system, ett s.k. LS-system, från ett i demoleringsroboteningående kraftförsörjningsaggregat, samt ett förfarande för matning av hydraulisk kraft till ett av demoleringsroboten uppburet verktyg. Demolition robot and method for feeding hydraulic power to a hydraulically driven tool in a demolition robot Technical field The present invention relates to a remote-controlled demolition robot that is fed with hydraulic power via a load-sensing system, a so-called LS system, from a power supply unit included in the demolition robot, and a method for supplying hydraulic power to a tool carried by the demolition robot.
Bakgrund Vid fjärrstyrda demoleringsrobotar som använder hydrauliskt drivna verktyg kanproblem uppträda när ett hydraulverktygs hydrauliska tryck och behov av hydraulflöde skiljersig väsentligt från det hydrauliska trycket och flödesbehovet hos andra ställ- och manöverdonsåsom en hydraulcylinder för att manövrera en i demoleringsroboten ingående arm som i sinfria ände bär nämnda verktyg. Exempelvis kan en operatör av demoleringsroboten uppleva attden manövrerbara armen inte lyder operatörens styrkommandon för att utföra förflyttning avarmen samtidigt som ett effektkrävande verktyg utför arbete.Background With remote-controlled demolition robots that use hydraulically driven tools, problems can occur when a hydraulic tool's hydraulic pressure and hydraulic flow requirement differs significantly from the hydraulic pressure and flow requirement of other actuators and actuators, such as a hydraulic cylinder to operate an arm included in the demolition robot, which at its free end carries said tool. For example, an operator of the demolition robot may experience that the maneuverable arm does not obey the operator's control commands to perform movement of the arm while a power-demanding tool is performing work.
Vid hydraulsystem av deplacementstyp tvingas en vätska att strömma genominverkan av en pump varvid vätskan trycksätts motsvarande det tryck som lastenåstadkommer. Nämnda last kan utgöras av ett lastmoment från en hydraulmotor ellerlastkraften från en hydraulcylinder. Den effekt som överförs i ett hydraulsystem definieras avvätskans tryck (N/mz) multiplicerad med volymflödet (mf/sekund). Utan styrning skulle allthydraulflöde i ett system följa minsta motståndets lag, dvs. i första hand strömma till den ellerde förbrukare eller den last som erbjuder minsta motstånd av tryck (mottryck).In displacement-type hydraulic systems, a liquid is forced to flow through the action of a pump, whereby the liquid is pressurized corresponding to the pressure exerted by the load. Said load can consist of a load moment from a hydraulic motor or the load force from a hydraulic cylinder. The power transmitted in a hydraulic system is defined as the pressure of the liquid (N/mz) multiplied by the volume flow (mf/second). Without control, all hydraulic flow in a system would follow the law of least resistance, ie. primarily flow to the other consumer or the load that offers the least resistance of pressure (back pressure).
För att hydraulflöde inte skall flöda okontrollerat utan de facto levereras till den ellerde förbrukare hos demoleringsroboten som för närvarande har störst behov av effekt användsavancerade lastkännande system "Load Sensing", s.k. LS-system för matning av hydrauliskkraft. LS-system gör det möjligt att styra och reglera hydraulflödet till demoleringsrobotensolika laster, dvs. till den rad av olika funktioner hos demoleringsroboten som förbrukarhydraulisk kraft, Vid LS-system hos hittills kända demoleringsrobotar används en pump med inbyggdflödesregulator. Den styrbara pumpen bildar del av en regleranordning varvid en hydrauliskmätsignal vid en förbrukare meddelar pumpen i vilken grad den skall vinkla ut för att ge denaktuella förbrukaren det flöde som önskas Pumpens avgivna flöde anpassas automatiskt till summan av aktuellt flödesbehov hos samtliga förbrukare om flera förbrukare aktiveras P:\Stockho|m\mfh\Skrivbord\Skrivbord 171207\New Fo|der\Brokk\P41801041SEOO131403738 EOO\P140373S EO1\220519 besk o patentkrav avdelad ansökan.docxsamtidigt. När samtliga riktningsventiler står i neutralläge är pumpen maximalt vinklad in ochavger således "0-flöde". LS-system är den vanligaste systemtypen för arbetshydraulik i mobilamaskinutrustningar genom att både pumptryck och flöde automatiskt kan anpassas till aktuellabehov i varje driftssituation.In order for hydraulic flow not to flow uncontrolled, but de facto delivered to the other consumer of the demolition robot who currently has the greatest need for power, advanced load sensing systems "Load Sensing", so-called LS system for supplying hydraulic power. LS systems make it possible to control and regulate the hydraulic flow to the same loads as the demolition robot, i.e. to the range of different functions of the demolition robot that consume hydraulic power, In the case of LS systems in previously known demolition robots, a pump with a built-in flow regulator is used. The controllable pump forms part of a control device whereby a hydraulic measurement signal at a consumer informs the pump to what degree it should angle out in order to give the current consumer the desired flow The pump's output flow is automatically adjusted to the sum of the current flow demand of all consumers if several consumers are activated P :\Stockho|m\mfh\Desktop\Desktop 171207\New Fo|der\Brokk\P41801041SEOO131403738 EOO\P140373S EO1\220519 besk o patent claim divided application.docx at the same time. When all directional valves are in neutral position, the pump is maximally angled in and thus emits "0 flow". LS systems are the most common type of system for work hydraulics in mobile machine equipment, as both pump pressure and flow can be automatically adapted to current needs in each operating situation.
Det bör nämnas att LS-system genererar en "onödig" effektförlust som i genomsnittuppgår till cirka 10 % av inmatad hydrauleffekt. Genom lämpliga systeminställningar kan dockdenna effektförlust minimeras, men därvid till priset av att systemets svarstider (responstider)ökar och därtill även pumpflödets beroende av hydraulvätskans viskositet.It should be mentioned that LS systems generate an "unnecessary" power loss that averages around 10% of input hydraulic power. Through appropriate system settings, however, this power loss can be minimized, but at the cost of the system's response times (response times) increasing and also the dependence of the pump flow on the viscosity of the hydraulic fluid.
I fig. 1 visas en eldriven demoleringsrobot 1 av den typ som är avsedd att via en kabel2 anslutas till ett uttag i ett elektriskt nät exempelvis ett 400 V AC trefasnät.Demoleringsroboten 1 har en manövrerbar arm 3 i vars fria ände en förbrukare L1 i form av ettverktyg såsom en hydrauldriven hammare är uppburen. För att utföra rörelser påverkas armenav en eller ett flertal hydraulcylindrar vilka som förbrukare betraktade betecknas med L2 ifiguren. En operatör 6 vandrar bredvid demoleringsroboten 1 och fjärrstyr densamma viaradiolänk medelst en bärbar manöverlåda 7 utrustad med erforderliga styrspakar 8 ochreglage. I sin fria ände bär armen 3 ett verktyg i form av en hydrauldriven hammare vilken somförbrukare betraktad betecknas med L1 figuren. I jämförelse med en hydraulcylinder är enhydrauldrivna hammare, som drivs av en hydraulmotor, att betrakta som ett synnerligeneffektkrävande verktyg vars volymflödesbehov är mycket högt.Fig. 1 shows an electrically driven demolition robot 1 of the type that is intended to be connected via a cable 2 to an outlet in an electrical network, for example a 400 V AC three-phase network. The demolition robot 1 has a maneuverable arm 3 at the free end of which a consumer L1 in the form of a tool such as a hydraulically operated hammer is supported. In order to perform movements, the arm is affected by one or several hydraulic cylinders which, as a consumer, are denoted by L2 in the figure. An operator 6 walks next to the demolition robot 1 and remotely controls it via radio link by means of a portable control box 7 equipped with the necessary control levers 8 and controls. At its free end, the arm 3 carries a tool in the form of a hydraulically driven hammer which, viewed as a consumer, is denoted by the L1 figure. In comparison to a hydraulic cylinder, a hydraulically driven hammer, which is driven by a hydraulic motor, is to be considered a particularly power-demanding tool whose volume flow requirement is very high.
Hydraulhammare används i stor utsträckning vid en demoleringsrobot. På grund avatt hydraulhammarens relativt stora effektbehov iförhållande till exempelvis en hydraulcylinderför en manövrerbar arm 2 kan operatören 6 uppleva att armen 3 inte lyder operatörensstyrkommandon för att utföra förflyttning av armen samtidigt som verktyget utför arbeteemedan mängden trycksatt hydraulflöde helt enkelt inte räcker till.Hydraulic hammers are widely used in a demolition robot. Due to the hydraulic hammer's relatively large power requirement in relation to, for example, a hydraulic cylinder for a maneuverable arm 2, the operator 6 may experience that the arm 3 does not obey the operator's control commands to perform movement of the arm at the same time as the tool performs work, while the amount of pressurized hydraulic flow is simply not enough.
Som nämnts ovan är grundprincipen för ett mobilt LS-system att det är lastkännandeoch tryckkompenserat vilket innebär att ett bestämt spakläge på operatörens 6 manöverlåda7 ger upphov till en manöversignal som representerar ett begärt flöde till en förbrukare, dvs.till en last eller hydraulisk funktion oberoende av belastningen på denna och oberoende avflödet till och belastningen på övriga förbrukare.As mentioned above, the basic principle of a mobile LS system is that it is load-sensing and pressure-compensated, which means that a certain lever position on the operator's 6 control box7 gives rise to a control signal that represents a requested flow to a consumer, i.e. to a load or hydraulic function regardless of the load on this and regardless of the outflow to and the load on other consumers.
Med uttrycket "hydrauliskt verksamgjord funktion" avses i det följande en funktion ellerförbrukare som av en operatör aktiverats för drift medelst en styrspak eller liknande reglagepå en styrlåda.In the following, the term "hydraulic actuated function" refers to a function or consumer that has been activated by an operator for operation by means of a control lever or similar controls on a control box.
Vid inställt spakläge begär en förbrukare, exempelvis en hydraulcylinder, ett bestämtflöde av en i systemet ingående styrbar pump med variabel förträngningsvolym. Nämndabegärda flödesbehov styrs och kontrolleras av en avkännaranordning genom tryckmätning ochgenom inverkan av hydraulisk mätsignal, dvs. i princip en trycksignal via en slang som är ansluten mellan en funktionsventil och en i pumpen ingående LS-anslutning. Den styrbara P:\Stockholm\mfh\Skrivbord\Skrivbord 171207\New Folder\Brokk\P41801041SEOO131403738 EOO\P140373S EO1\220519 besk o patentkrav avdelad ansökan.docxpumpen bildar del av en regleranordning som känner av och via trycksignalen meddelarpumpen i vilken grad den skall vinkla ut för att ge den aktuella förbrukaren det flöde somönskas. Så länge tryckfallet över riktningsventilen och förbrukaren är konstant och inteväsentligt avvikerfrån en iförväg bestämd trycknivå uppfattar systemet det som att förbrukarenerhåller det begärda flödet.When the lever position is set, a consumer, for example a hydraulic cylinder, requests a specific flow from a controllable pump with variable displacement volume included in the system. Said requested flow needs are controlled and controlled by a sensing device through pressure measurement and through the influence of hydraulic measurement signal, i.e. basically a pressure signal via a hose that is connected between a function valve and an LS connection included in the pump. The controllable P:\Stockholm\mfh\Skrivbord\Skrivbord 171207\New Folder\Brokk\P41801041SEOO131403738 EOO\P140373S EO1\220519 besk o patent claim divided application.docx pump forms part of a control device that senses and via the pressure signal tells the pump to what degree it should angle out to give the current consumer the desired flow. As long as the pressure drop across the directional valve and the consumer is constant and does not significantly deviate from a predetermined pressure level, the system perceives it as the consumer receiving the requested flow.
Fig. 2 visar principen mer i detalj för ett LS-system vid en känd demoleringsrobot.Schematiskt omfattar systemet en grupp allmänt med 20 betecknade förbrukare illustrerat somen första och andra förbrukare L1, L2 och av vilka den första förbrukaren L1 kan utgöras aven hydraulmotor för att driva en hydraulhammare och den andra förbrukaren L2 av enhydraulcylinder för manövrering av demoleringsrobotens armLS-systemet omfattar vidare en pump 13, en tank 14 för hydraulvätska samt enelektrisk motor 15 vilken enligt känd teknik utgörs av en trefas asynkronmotor (AC-motor), dvs.en motor med konstant varvtal vid angiven märkeffekt. Rotationshastigheten för denna typ avmotorn ligger normalt i intervallet 1800 till 3600 rpm beroende på maskintyp.Fig. 2 shows the principle in more detail for an LS system in a known demolition robot. Schematically, the system comprises a group generally of 20 labeled consumers illustrated as first and second consumers L1, L2 and of which the first consumer L1 can be constituted by hydraulic motor to drive a hydraulic hammer and the other consumer L2 of a hydraulic cylinder for operating the demolition robot's armLS system further comprises a pump 13, a tank 14 for hydraulic fluid and an electric motor 15 which, according to known technology, consists of a three-phase asynchronous motor (AC motor), i.e. a motor with constant speed at specified rated power. The rotation speed of this type of motor is normally in the range of 1800 to 3600 rpm depending on the type of machine.
LS-systemet omfattar tre ledningar; en matarledning P, en returledning T och enlastkännarledning LS. Via matarledningen P matas hydraulvätska från tank 14 via pump 13 tillförsta och andra förbrukare L1, L2. Via returledningen T återförs hydraulvätska från nämndaförsta och andra förbrukare L1, L2 till tank 14. Lastkännarledningen LS bildar del av en med30 betecknad avkännaranordning med vilken via en ventil 12 hämtas en hydraulisk mätsignal,från en hydrauliskt aktiverad funktion och vilken exempelvis kan indikera ett högstaförekommande tryck vid en mätpunkt i mellan en i systemet ingående riktningsventil FV1, FV2och förbrukare L1, L2. Den hydrauliska mätsignalen från ventilen 12 är direkt ansluten tillpumpens 13 LS ingång och vilken enhet bildar del av en allmänt med 40 betecknadregleranordning. Regleranordningen 40 är hydrauliskt ansluten till lastavkännarledningen LSsamt till åtminstone en av matarledningen P och returledningen T. Med hjälp av denhydrauliska mätsignalen påverkas pumpens 13 driftstillstånd så att ett i förväg bestämt ellerbegärt flöde upprätthålls utgående från det rådande trycket hos den aktiveradehydraulfunktionen eller förbrukaren.The LS system comprises three lines; a supply line P, a return line T and single load sensor line LS. Via the supply line P, hydraulic fluid is fed from tank 14 via pump 13 to the first and second consumers L1, L2. Via the return line T, hydraulic fluid from said first and second consumers L1, L2 is returned to tank 14. The load sensor line LS forms part of a sensor device designated 30 with which, via a valve 12, a hydraulic measurement signal is retrieved from a hydraulically activated function and which can, for example, indicate a maximum pressure at a measuring point in between a directional valve included in the system FV1, FV2 and consumer L1, L2. The hydraulic measuring signal from the valve 12 is directly connected to the LS input of the pump 13 and which unit forms part of a generally 40 designated control device. The control device 40 is hydraulically connected to the load sensing line LS as well as to at least one of the supply line P and the return line T. With the help of the hydraulic measurement signal, the operating state of the pump 13 is affected so that a predetermined or requested flow is maintained based on the prevailing pressure of the activated hydraulic function or the consumer.
Pumpen 13 omfattarför ändamålet en styrbar pump med variabelt deplacement vilketinnebär att den från pumpen avgivna volymströmmen av flöde kan regleras genom varierandeav pumpens vinkelläge. Varvtalet hos pumpens 13 AC drivmotor 15 är dock konstant.Utgående från det rådande hydraultrycket hos förbrukaren styrs således den varierbarapumpen 13 på ett sådant sätt att den levererar det flöde som efterfrågas i enlighet med det avoperatören 6 inställda spakläget 8 på den bärbara manöverlådanLS-systemet har en rad fördelar, inte minst att flödet från pump 13 till förbrukare L1, L2 automatiskt justeras till det behov som föreligger samt att pumpen kan styras ned (vinklas P:\Stockholm\mfh\Skrivbord\Skrivbord 171207\New Folder\Brokk\P41801041SEOO131403738 EOO\P140373S EO1\220519 besk o patentkrav avdelad ansökan.docxin) så att den avger "O-flöde" för att undvika förluster vid tomgång eller vid mycket lågteffektbehov.For this purpose, the pump 13 comprises a controllable pump with variable displacement, which means that the volume stream of flow emitted from the pump can be regulated by varying the angular position of the pump. The speed of the AC drive motor 15 of the pump 13 is, however, constant. Based on the prevailing hydraulic pressure of the consumer, the variable pump 13 is thus controlled in such a way that it delivers the flow that is requested in accordance with the lever position 8 set by the operator 6 on the portable control box The LS system has a number of advantages, not least that the flow from pump 13 to consumers L1, L2 is automatically adjusted to the existing need and that the pump can be controlled down (angled P:\Stockholm\mfh\Skrivbord\Skrivbord 171207\New Folder\Brokk\P41801041SEOO131403738 EOO \P140373S EO1\220519 besk o patent claims divided application.docxin) so that it emits "O flow" to avoid losses at idle or at very low power demand.
Emellertid gäller detta dock bara så länge som summan av det medelst spakarna 8på manöverlådan 7 begärda hydraulflödet till förbrukarna L1, L2 är mindre eller lika med detmaximala hydraulflöde som pumpen 13 kan leverera.However, this only applies as long as the sum of the hydraulic flow requested by means of the levers 8 on the control box 7 to the consumers L1, L2 is less than or equal to the maximum hydraulic flow that the pump 13 can deliver.
När det totala, begärda hydraulflödet till de båda första och andra förbrukarna L1, L2överstiger det hydraulflöde som maximalt kan levereras från pumpen 13 styrs flödet först ochfrämst ut till den förbrukare som har lägst last och därmed det högsta registrerade trycket. Denförbrukare som har högst last (lägre tryck) får i värsta fall inget hydraulflöde alls och kan dåstanna. Detta fenomen, att en eller flera förbrukare och därmed funktioner hos komponenteröverraskande blir utan flöde brukar kallas "punktering".When the total, requested hydraulic flow to the two first and second consumers L1, L2 exceeds the maximum hydraulic flow that can be delivered from the pump 13, the flow is directed first and foremost to the consumer with the lowest load and thus the highest registered pressure. The consumer with the highest load (lower pressure) gets, in the worst case, no hydraulic flow at all and can freeze. This phenomenon, that one or more consumers and thus functions of components surprisingly become without flow is usually called "puncture".
En lösningen på problemet har hittills varit att överdimensionera demoleringsrobotens1 pump 13 och som en följd därmed även tillhörande drivmotor 15 så att flödet från pump alltidär tillräckligt, oberoende av vilka manövrar som en operatör 6 indikerar på manöverlådan 7och/eller vilka förbrukare L1, L2 som aktiveras för gemensam eller kombinativ drift. En sådanöverdimensionering har inte bara nackdelen att hydraulsystemet blir dyrare och merenergikrävande, utan även att systemet som helhet blir mer utrymmeskrävande och tyngre vilket särskilt när det gäller ett mobilt system vid en demoleringsrobot inte är önskvärt.One solution to the problem has so far been to oversize the demolition robot's 1 pump 13 and, as a consequence, also the associated drive motor 15 so that the flow from the pump is always sufficient, regardless of which maneuvers an operator 6 indicates on the control box 7 and/or which consumers L1, L2 are activated for joint or combinative operation. Such overdimensioning not only has the disadvantage that the hydraulic system becomes more expensive and requires more energy, but also that the system as a whole becomes more space-consuming and heavier, which is not desirable, especially when it comes to a mobile system for a demolition robot.
Sammanfattning Ett första syfte med föreliggare uppfinning är således att åstadkomma endemoleringsrobot som matas med hydraulisk kraft via ett lastkännande system, ett LS-systemfrån ett i demoleringsroboten ingående kraftförsörjningsaggregat som löser detta problem ochsom gör det möjligt att utan risk för punktering åstadkomma ett litet kompakt energieffektivtsystem som på ett förbättrat dynamiskt eller återkopplat sätt kan möta demoleringsrobotenseffektbehov.Summary A first aim of the present invention is thus to create a demolition robot which is fed with hydraulic power via a load-sensing system, an LS system from a power supply unit included in the demolition robot which solves this problem and which makes it possible to create a small compact energy-efficient system without the risk of puncture in an improved dynamic or feedback manner can meet the demolition robot's power needs.
Ett andra syfte med uppfinningen är att åstadkomma ett förfarande för matning avhydraulisk kraft till ett ellerflera av demoleringsroboten uppburna laster såsom ett hydrauldrivetverktyg.A second purpose of the invention is to provide a method for supplying hydraulic power to one or more loads carried by the demolition robot, such as a hydraulically driven tool.
Detta första syfte med uppfinningen löses genom en demoleringsrobot som uppvisarde särdrag och kännetecken som anges i patentkravetDet andra syftet löses genom ett förfarande som uppvisar de särdrag ochkännetecken som anges i patentkravet 10. Övriga särdrag och fördelar med uppfinningen framgår av underkraven.This first object of the invention is solved by a demolition robot that exhibits features and characteristics stated in the patent claim.
Kort beskrivning av ritninqarna P:\Stockholm\mfh\Skrivbord\Skrivbord 171207\New Folder\Brokk\P41801041SEOOP140373S EOO\P140373S EO1\220519 besk o patentkrav avdelad ansökan.docx I det följande beskrivs en demoleringsrobot enligt uppfinningen som matas medhydraulisk kraft via ett lastkännande system, ett s.k. LS-system, från ett i demoleringsroboteningående kraftförsörjningsaggregat närmare, varvid; Fig. 1 visar en sidovy av en fjärrstyrd demoleringsrobot enligt uppfinningen som matasmed hydraulisk kraft via ett lastkännande system, ett s.k. LS-system, från ett idemoleringsroboten ingående kraftförsörjningsaggregat, Fig. 2 visar schematiskt ett blockschema av ett lastkännande system, ett s.k. LS-system, som ingåri ett kraftförsörjningsaggregat hos en känd demoleringsrobot, Fig. 3 visar schematiskt ett blockschema av ett lastkännande system, ett s.k. LS-system, enligt uppfinningen som ingår i ett kraftförsörjningsaggregat hos en demoleringsrobot, Fig. 4 visar ett blockschema för varvtalsstyrning av en elektroniskt styrbarpermanentmagnetmotor (PM-motor) särskilt en omriktarmatad permanentmagnet AC-motor(PMAC) som kan ingå i föreliggande uppfinning, och Fig. 5 visar schematiskt en illustration i grafisk form av pumpkapaciteten vidvarierande varvtal med en permanentmagnetmotor (PM-motor) av höghastighetstyp som medger varvtalsreglering i enlighet med uppfinningen.Brief description of the drawings P:\Stockholm\mfh\Skrivbord\Skrivbord 171207\New Folder\Brokk\P41801041SEOOP140373S EOO\P140373S EO1\220519 besk o patent claim divided application.docx In the following, a demolition robot according to the invention is described which is fed with hydraulic power via a load sensor system, a so-called LS system, from a power supply unit included in the demolition robot closer, whereby; Fig. 1 shows a side view of a remote-controlled demolition robot according to the invention which is fed with hydraulic power via a load-sensing system, a so-called LS system, from a power supply unit included in the demolition robot, Fig. 2 schematically shows a block diagram of a load-sensing system, a so-called LS system, which is part of a power supply unit of a known demolition robot, Fig. 3 schematically shows a block diagram of a load-sensing system, a so-called LS system, according to the invention which is part of a power supply unit of a demolition robot, Fig. 4 shows a block diagram for speed control of an electronically controllable permanent magnet motor (PM motor) especially an inverter-fed permanent magnet AC motor (PMAC) which can be part of the present invention, and Fig. 5 schematically shows an illustration in graphic form of the pump capacity at varying speed with a permanent magnet motor (PM motor) of the high speed type which allows speed regulation in accordance with the invention.
Detaljerad beskrivning I fig. 1 visas en elektriskt driven rivnings- och demoleringsrobot 1, i det följandebenämnd demoleringsrobot avsedd att via en kabel 2 anslutas till ett uttag i ett elektriskt nätexempelvis med nätspänningen 400 VAC. Demoleringsroboten 1 har en manövrerbar arm 3 ivars fria ände ett verktyg i form av en hydrauldriven hammare är uppburen. Exempel på andravanliga verktyg i form av en betongsax respektive en skopa visas även i figuren.Detailed description Fig. 1 shows an electrically powered demolition and demolition robot 1, hereinafter referred to as demolition robot intended to be connected via a cable 2 to an outlet in an electrical network, for example with a network voltage of 400 VAC. The demolition robot 1 has a maneuverable arm 3 at the free end of which a tool in the form of a hydraulically driven hammer is supported. Examples of other common tools in the form of concrete shears and a bucket are also shown in the figure.
För att utföra rörelser påverkas armen av hydraulcylindrar. Hydraulhammarenrespektive hydraulcylindern utgör funktioner som bildar en första förbrukare L1 respektive enandra förbrukare L2. En operatör 6 vandrar bredvid demoleringsroboten 1 och fjärrstyrdensamma via radiolänk medelst en bärbar manöverlåda 7 utrustad med erforderligastyrspakar 8 och reglage. Operatören 6 kan därmed hela tiden befinna sig på ett betryggandesäkerhetsavstånd från demoleringsrobotens arbetsområde.To perform movements, the arm is actuated by hydraulic cylinders. The hydraulic hammer and the hydraulic cylinder constitute functions that form a first consumer L1 and a second consumer L2, respectively. An operator 6 walks next to the demolition robot 1 and remotely controls it via radio link by means of a portable control box 7 equipped with the necessary control levers 8 and controls. The operator 6 can thus always be at a reassuring safety distance from the demolition robot's work area.
Demoleringsroboten 1 omfattar allmänt en vagn 10 med en överdel 11a och enunderdel 11b. Överdelen 11a är vridbart lagrad på underdelen 11b för svängning i etthorisontalplan omkring en vertikal axel. Demoleringsroboten 1 innefattar ett mobilthydraulsystem med en hydrauldrivanordning som försörjer nämnda första respektive andraförbrukare L1, L2 med hydraulflöde. Det mobila hydraulsystems hydrauldrivanordning innefattar en hydraulpump 13' som drivs av en elektrisk motor 15' med reglerbart varvtal.The demolition robot 1 generally comprises a carriage 10 with an upper part 11a and a lower part 11b. The upper part 11a is rotatably mounted on the lower part 11b for pivoting in a horizontal plane about a vertical axis. The demolition robot 1 comprises a mobile hydraulic system with a hydraulic drive device which supplies said first and second consumers L1, L2 with hydraulic flow. The hydraulic drive device of the mobile hydraulic system comprises a hydraulic pump 13' which is driven by an electric motor 15' with adjustable speed.
P:\Stockholm\mfh\Skrivbord\Skrivbord 171207\New Folder\Brokk\P41801041SEOOP140373S EOO\P140373S EO1\220519 besk o patentkrav avdelad ansökan.docxDenna elektriska motor 15' är med fördel av permanentmagnetiserad typ med högreglerbartarbetsområde.P:\Stockholm\mfh\Skrivbord\Skrivbord 171207\New Folder\Brokk\P41801041SEOOP140373S EOO\P140373S EO1\220519 besk o patent claims divided application.docxThis electric motor 15' is advantageously of the permanently magnetized type with highly adjustable working area.
Med uttrycket drivmotor med högreglerbart arbetsområde avses enligt principerna föruppfinningen att motorn åtminstone kan arbeta vid ett stort varvtalsspan och varvtal som i vartfall ligger två gånger eller mer över den normala drivhastigheten för den typ av konventionell(AC-motor) idemoleringsrobotar varit utrustade med. En lämplig PM motor bör åtminstone kunna arbeta trefas asynkronmotor varvtalsområdet rpm som hittills kändafrån 0 varv/minut upp till ca 2000-3000 varv/minut eller mer.According to the principles of the invention, the expression drive motor with highly adjustable working range means that the motor can at least operate at a large speed range and speed that is in any case twice or more than the normal drive speed for the type of conventional (AC motor) demolition robots have been equipped with. A suitable PM motor should at least be able to operate a three-phase asynchronous motor in the rpm range known so far from 0 rpm up to about 2000-3000 rpm or more.
Svängning av överdelen 11a sker genom inverkan av en i figuren ej visadhydraulmotor. Vagnens underdel 11b ärförsedd med en framdrivningsanordning som omfattarlarvband 16. Larvbanden 16 drivs av hydraulmotorer 17. 18 betecknar ett stödben.Swinging of the upper part 11a takes place through the action of a hydraulic motor not shown in the figure. The carriage's lower part 11b is provided with a propulsion device comprising caterpillar tracks 16. The caterpillar tracks 16 are driven by hydraulic motors 17. 18 denotes a support leg.
Armen 3 är i sin fria ände försedd med ett verktygsfäste 19 i vilket olika typer avverktyg eller redskap lösgörbart kan anbringas och anslutas för hydraulisk drift. Robotens arm3 och övriga funktionsenheter som förbrukar hydraulflöde kan inkopplas och styras genominverkan av ett hydrauliskt ventilblock (monoblock) som är inrymt i demoleringsroboten 1. Ettventilblock innefattar ett flertal olika riktningsventiler av vilka i figuren visas en förstariktningsventil FV1 och en andra riktningsventil FV2 för reglering av hydraulflöde till nämndaförsta respektive andra förbrukare L1, LDemoleringsrobotens 1 momentana effektbehov kan variera väsentligt beroende påvilken i demoleringsroboten ingående hydrauliskt driven arbetskomponent såsom enhydraulcylinder eller en hydraulmotor som skall försörjas med erforderlig ineffekt (vätsketryckoch flöde).The arm 3 is provided at its free end with a tool holder 19 in which different types of tools or implements can be releasably attached and connected for hydraulic operation. The robot's arm3 and other functional units that consume hydraulic flow can be switched on and controlled through the influence of a hydraulic valve block (monoblock) which is housed in the demolition robot 1. A valve block comprises a number of different directional valves of which the figure shows a first directional valve FV1 and a second directional valve FV2 for regulating hydraulic flow to said first and second consumers L1, LDemolition robot 1's instantaneous power requirement can vary significantly depending on which hydraulically driven work component included in the demolition robot, such as a hydraulic cylinder or a hydraulic motor, which must be supplied with the required input power (liquid pressure and flow).
I fig. 3 visas ett schematiskt ett LS-system som ingår i ett kraftförsörjningssystemenligt uppfinningen. L1 omfattar en första förbrukare och L2 en andra förbrukare. Den förstaförbrukaren L1 kan utgöras av en hydraulmotor för att driva hydraulhammaren och den andraförbrukaren L2 av en hydraulcylinder för manövrering av demoleringsrobotens 1 arm 3. Påkänt sätt omfattar LS-systemet vidare en pump 13' av företrädesvis kolvtyp som är väl lämpadeför varvtalsförändringar, tank 14 för hydraulvätska en elektrisk motor 15' med varierbart varvtal.Fig. 3 shows a schematic of an LS system that is part of a power supply system according to the invention. L1 comprises a first consumer and L2 a second consumer. The first consumer L1 can be made up of a hydraulic motor to drive the hydraulic hammer and the second consumer L2 of a hydraulic cylinder for operating the demolition robot's 1 arm 3. In a known manner, the LS system further comprises a pump 13' preferably of piston type which is well suited for speed changes, tank 14 for hydraulic fluid an electric motor 15' with variable speed.
LS-systemet omfattar tre ledningar; en matarledning P, en returledning T och enlastkännarledning LS. Via matarledningen P matas hydraulvätska från tank 14 via pump 13' tillförbrukare L1, L2. Via returledningen T återförs hydraulvätska från förbrukare L1, L2 till tank14. PT betecknar en tryckgivare som är ansluten till funktionsventilens LS-utgång och vilkentryckgivare kan generera en elektronisk mätsignal 31' avseende trycket.The LS system comprises three lines; a supply line P, a return line T and single load sensor line LS. Via the feed line P, hydraulic fluid is fed from tank 14 via pump 13' to consumers L1, L2. Via the return line T, hydraulic fluid is returned from consumers L1, L2 to tank14. PT denotes a pressure sensor which is connected to the function valve's LS output and which pressure sensor can generate an electronic measurement signal 31' regarding the pressure.
Denna elektroniska mätsignal 31' hämtas via lastkännarledningen LS och en ventil 12och kan indikera ett högsta förekommande tryck vid en hydrauliskt aktiverad funktion, dvs. från en mätpunkt i mellan en i systemet ingående riktningsventil FV1, FV2 och förbrukare L1, LP:\Stockho|m\mfh\Skrivbord\Skrivbord 171207\New Fo|der\Brokk\P41801041SEOO131403738 EOO\P140373S EO1\220519 besk o patentkrav avdelad ansökan.docx Med 20 betecknas en grupp förbrukare illustrerat som en första och andra förbrukareL1, L2 och av vilka den första förbrukaren L1 kan utgöras av en hydraulmotor för att driva enhydraulhammare och den andra förbrukaren L2 av en hydraulcylinder för manövrering avdemoleringsrobotens armDrivmotorn 15 kan i ett utförande omfatta en konventionell AC induktionsmotor varsvarvtal styrs av en frekvensomriktare eller permanentmagnetmotorer (EC- eller PM-motorer).En frekvensomriktare styr motorns varvtal genom att ändra elnätets frekvens från vanlig 50 Hztill högre, uppåt 65 Hz, eller lägre, nedåt 5-10 Hz.This electronic measurement signal 31' is retrieved via the load sensor line LS and a valve 12 and can indicate a highest occurring pressure in a hydraulically activated function, i.e. from a measuring point in between a directional valve included in the system FV1, FV2 and consumer L1, LP:\Stockho|m\mfh\Skrivbord\Skrivbord 171207\New Fo|der\Brokk\P41801041SEOO131403738 EOO\P140373S EO1\220519 besk o patent claims divided application .docx 20 denotes a group of consumers illustrated as a first and second consumers L1, L2 and of which the first consumer L1 can be made up of a hydraulic motor for driving a hydraulic hammer and the second consumer L2 of a hydraulic cylinder for operating the demolition robot's arm The drive motor 15 can in one embodiment include a conventional AC induction motor where the speed is controlled by a frequency inverter or permanent magnet motors (EC or PM motors).
I ett annat utförande kan motorn omfatta en DC-motor vars rotationshastighet styrsgenom strömreglering och lämplig återkoppling, (eng. feedback) varvid en del av utsignalenkopplas till systemets insignal.In another embodiment, the motor may comprise a DC motor whose rotational speed is controlled by current regulation and suitable feedback, whereby part of the output signal is coupled to the system's input signal.
I ett alternativt utförande kan den elektriska motorn 15' eller kraftkällan omfatta en(PM-motor) särskilt permanentmagnetiserad AC-motor, s.k. PMAC. En PM-motor måste drivas av en elektronisk elektroniskt styrbar permanentmagnetmotor en växelriktarmatadinverterare som tar linjeström, korrigerar den och genererar en ny ström med en frekvens somär anpassad för uppträdande driftsförhållanden.In an alternative embodiment, the electric motor 15' or the power source can comprise a (PM motor) specially permanently magnetized AC motor, so-called PMAC. A PM motor must be driven by an electronically electronically controllable permanent magnet motor, an inverter feed inverter that takes line current, rectifies it and generates a new current with a frequency adapted to the operating conditions encountered.
I förtydligande syfte hari ritningsfigurerna hänvisningsbeteckningar för sådana delarsom tillkommit eller skiljer sig från den kända teknik som visas i fig. 2 angivits med primtecken.For the purpose of clarification, the drawing figures have reference designations for such parts that have been added or differ from the known technology shown in Fig. 2 indicated with prime signs.
Rotationshastigheten för denna typ av PM-motor är inte bara styrbar utan ligger väsentligt över varvtalet hos den trefas asynkronmotor (AC-motor) som hittills kändademoleringsrobotar 1 varit utrustade med.Lastkännarledningen LS bildar följaktligen del av en med 30 betecknadavkännaranordning med vilken via en ventil 12 och tryckgivare PT kan hämtas nämndaelektroniska mätsignal 31' från en hydrauliskt aktiverad funktion. I motsats till den kända tekniksom tidigare beskrivits med hänvisning till fig. 2 är den hydrauliska mätsignalen enligtföreliggande uppfinning inte analogt hydraulisk, dvs. omedelbart ansluten till LS-ingången påen pump 13 med variabel förträngningsvolym. Istället bildas enligt föreliggande uppfinning enavkännaranordning 30 med en tryckgivare PT som kan generera en elektronisk mätsignal 31'som kan adresseras till en med 50' betecknad elektronisk styrenhet, med vilken ävenmanöverlådans 7 styrspakar 8 kan kommunicera. Styrenheten 50' kan lämpligen varaprogrammerbar och CPU-baserad.The rotation speed of this type of PM motor is not only controllable, but is significantly above the speed of the three-phase asynchronous motor (AC motor) with which hitherto known demolition robots 1 have been equipped. The load sensing line LS consequently forms part of a sensing device denoted by 30 with which via a valve 12 and pressure sensor PT, said electronic measurement signal 31' can be retrieved from a hydraulically activated function. In contrast to the known technology previously described with reference to Fig. 2, the hydraulic measurement signal according to the present invention is not analog hydraulic, i.e. immediately connected to the LS input of a pump 13 with variable displacement volume. Instead, according to the present invention, a sensor device 30 is formed with a pressure sensor PT which can generate an electronic measurement signal 31' which can be addressed to an electronic control unit denoted by 50', with which also the control levers 8 of the control box 7 can communicate. The control unit 50' can suitably be programmable and CPU-based.
Styrenheten 50' innehåller ett datorprogram dvs. mjukvara som baserad på denelektroniska mätsignalen 31' och av operatören 6 inställt spakläge 7 på manöverlådan 7, viaen styrsignal 51' till en i PM-motorn ingående drivenhet kan styra och reglera motorns 15'varvtal så att pumpen 13' kan leverera den effekt i form av flöde och tryck hos hydraulvätskan som den hydrauliskt aktiverade funktionen eller förbrukaren L1 eller L2 efterfrågar.The control unit 50' contains a computer program ie. software that, based on the electronic measurement signal 31' and the lever position 7 set by the operator 6 on the control box 7, via a control signal 51' to a drive unit included in the PM motor can control and regulate the speed of the motor 15' so that the pump 13' can deliver the power in the form of flow and pressure of the hydraulic fluid requested by the hydraulically activated function or consumer L1 or L2.
P:\StockhoIm\mfh\Skrivbord\Skrivbord 171207\New FoIder\Brokk\P41801041SEOOP140373S EOO\P140373S EO1\220519 besk o patentkrav avdelad ansökan.docxEnligt uppfinningen bildar den elektroniskt styrda PM-motorn 15' med reglerbartvarvtal tillsammans med pumpen 13' del av en allmänt med 40 betecknad regleranordning.Den elektroniskt styrda PM-motorn 15' kan därmed automatiskt anpassa sitt varvtal medutgångspunkt från styrspaksutslag 8 och därmed till rådande behov av flöde och tryck hosförbrukare LV1, LV2. Eftersom, i enlighet med uppfinningen pumpens 13' avgivna flöde styrsgenom varvtalsreglering av PM-motorn 15', i motsats till den ovan beskrivna kända teknikendär pumpens (elmotorns) varvtal är konstant och av pumpen avgivet flöde styrs medelst enpump med variabel förträngningsvolym i vilket pumpens arbetande skovlar eller vingar vinklasin/ut för att ge den aktuella förbrukaren det flöde som önskas, föreligger vid föreliggandeuppfinningen inget behov av pump med variabelt deplacement utan kan med fördel användasen relativt billig kompakt konstantpump med fast deplacement.P:\StockhoIm\mfh\Skrivbord\Skrivbord 171207\New FoIder\Brokk\P41801041SEOOP140373S EOO\P140373S EO1\220519 besk o patent claims divided application.docxAccording to the invention, the electronically controlled PM motor 15' with adjustable speed together with the pump 13' forms part of a control device generally denoted by 40. The electronically controlled PM motor 15' can thus automatically adapt its speed based on the control lever output 8 and thus to the current flow and pressure needs of consumers LV1, LV2. Because, in accordance with the invention, the flow delivered by the pump 13' is controlled by speed regulation of the PM motor 15', in contrast to the known technology described above, where the speed of the pump (electric motor) is constant and the flow delivered by the pump is controlled by means of a pump with a variable displacement volume in which the pump's working vanes or vanes angled in/out to give the current consumer the desired flow, with the present invention there is no need for a pump with variable displacement, but a relatively cheap compact constant pump with fixed displacement can be advantageously used.
I fig. 5 illustreras närmare i form av en i ett diagram framställd graf hurpumpkapaciteten och flöde Q kan varieras genom varvtalsreglering av en PM-motor 15' avhöghastighetstyp enligt uppfinningen.Fig. 5 illustrates in more detail in the form of a graph produced in a diagram how the pump capacity and flow Q can be varied by speed control of a PM motor 15' of high speed type according to the invention.
Tack vare PM-motorns höga varvtalsområde exempelvis mellan 0 och 40 000 rpm, ivilket den bibehåller en hög verkningsgrad även i de lägre varvtalsregistren kan optimalprestanda och relativt låg ljudnivå uppnås. I synnerhet när demoleringsroboten 1 arbetar medenklare verktyg som medger lägre effektuttag (reducerat motorvarvtal) i motsats tilldemoleringsrobotar av känd typ med konventionell trefas asynkronmotor (AC-motor) varsbullernivå är väsentligen konstant under en hel arbetscykeln efter start oberoende avarbetande verktyg.Thanks to the PM motor's high speed range, for example between 0 and 40,000 rpm, in which it maintains a high degree of efficiency even in the lower speed registers, optimal performance and a relatively low noise level can be achieved. In particular, when the demolition robot 1 works with simpler tools that allow lower power output (reduced engine speed) in contrast to demolition robots of a known type with a conventional three-phase asynchronous motor (AC motor) whose noise level is essentially constant during an entire work cycle after start independent of the finishing tool.
Mekanisk effekt i Watt (W) hos en elektrisk motorn beräknas enligt formeln P = M x wdär M=vridmoment (Nm) och w=vinkelhastighet (rad/s). Det bör underförstås att PM-motornseffekt i stor utsträckning ökar med varvtal och därmed vinkelhastighet. Tack vare sitt högavikt/effekt förhållande och höga varvtalsområde har permanentmagnetiserade motorer PM-motorer fördelen att även en mycket liten motor kan erbjuda mycket hög mekanisk effekt i dehögre varvtalsregistren. Eftersom storleken på en elektrisk maskin vid en given effektnivå, kanreduceras genom ökad rotationshastighet har PM-maskinen fördelen att de kan vid behov kanerbjuda mycket hög effekt genom rotera synkront i arbetsområden i mycket höga reglerbaravarvtalsregister exempelvis 0 - 10 000 varv per minut eller mer.Mechanical power in Watts (W) of an electric motor is calculated according to the formula P = M x wwhere M=torque (Nm) and w=angular speed (rad/s). It should be understood that PM motor power increases to a large extent with rpm and thus angular velocity. Thanks to their high weight/power ratio and high speed range, permanent magnet motors PM motors have the advantage that even a very small motor can offer very high mechanical power in the higher speed registers. Since the size of an electric machine at a given power level can be reduced through increased rotation speed, the PM machine has the advantage that, if necessary, they can offer very high power by rotating synchronously in work areas in very high adjustable speed registers, for example 0 - 10,000 revolutions per minute or more.
Tack vare att systemet enligt föreliggande uppfinning använder elektroniskdirektstyrning av en kombination av PM-motor och pump kan det uppfinningsenliga systemeterbjuda mycket snabb svarstider (responstider) vilket varit ett problem hos den kända tekniken.Thanks to the fact that the system according to the present invention uses electronic direct control of a combination of PM motor and pump, the inventive system can offer very fast response times (response times), which has been a problem with the known technology.
I fig. 4 visas närmare ett exempel på en allmänt med 52' betecknad motordrivenhetför en permanentmagnetmotor 15' av AC-typ, en s.k. PMAC-motor enligt uppfinningen. Detmotsats till induktiva växelströmsmotorer bör påpekas att i (AC-motorer) måste P:\Stockholm\mfh\Skrivbord\Skrivbord 171207\New Folder\Brokk\P41801041SEOOP140373S EOO\P140373S EO1\220519 besk o patentkrav avdelad ansökan.docxpermanentmagnetiserade motorer (PM-motorer) styras och kontrolleras med enmotordrivenhet 52' för motorstyrning.Fig. 4 shows in more detail an example of a motor drive unit generally denoted by 52' for a permanent magnet motor 15' of AC type, a so-called PMAC engine according to the invention. Contrary to inductive alternating current motors, it should be pointed out that in (AC motors) must P:\Stockholm\mfh\Skrivbord\Skrivbord 171207\New Folder\Brokk\P41801041SEOOP140373S EOO\P140373S EO1\220519 besk o patent claims divided application.docxpermanently magnetized motors (PM motors ) is controlled and controlled with a motor drive unit 52' for motor control.
I nämnda motordrivenhet 52' ingår en motorstyrningsenhet 53' vilken är ansluten tillstyrenheten 50' för överföring av en variabel styrsignal 51' till PMAC-motorn 15' och drivningav pumpen 13' med önskade driftsparametrar. PMAC-motorer har AC-induktionsmotornsenkelhet och tillförlitlighet samtidigt som de erbjuder högre effektivitet, synkron drift ochmöjlighet att använda en mindre ramstorlek och kan därmed leverera ett givet vridmomentmed en mer kompakt och lättviktig maskin. När varje förbrukares L1, L2 flödesbehov är nerepå 0 står pump och motor helt stilla varvid alla former av tomgångsförluster elimineras.Said motor drive unit 52' includes a motor control unit 53' which is connected to the control unit 50' for transmitting a variable control signal 51' to the PMAC motor 15' and driving the pump 13' with desired operating parameters. PMAC motors have AC induction motor simplicity and reliability while offering higher efficiency, synchronous operation and the ability to use a smaller frame size and thus can deliver a given torque with a more compact and lightweight machine. When each consumer's L1, L2 flow demand is down to 0, the pump and motor are completely at a standstill, whereby all forms of idle losses are eliminated.
I föreliggande utföringsexempel används pulsbreddsmodulering (PWM) för styrningav PMAC-motorns vridmoment och vinkelhastighet (varvtal). Eftersom det enligt föreliggandeuppfinning handlar om elektroniska styrdata 31', 51', i motsats till kända demoleringsrobotarsom använder ett analogt hydrauliskt tryck för styrning av pump, är det tänkbart att styrenheten50 kan innefatta ett datorläsbart lagringsmedium 60 betecknad DB ifig.3 för att lagra, styrdata,felkoder eller annan användbar data för att genomföra analys av styrdata exempelvis vidservice.In the present embodiment, pulse width modulation (PWM) is used to control the PMAC motor's torque and angular velocity (speed). Since according to the present invention it is about electronic control data 31', 51', in contrast to known demolition robots that use an analog hydraulic pressure to control the pump, it is conceivable that the control unit 50 can include a computer-readable storage medium 60 denoted DB in fig.3 to store control data , error codes or other useful data to carry out analysis of control data, for example during service.
Regleranordningen 40 innefattar en drivenhet 54' för PMAC motorn vars funktion,emedan den i sig är väl känd, inte kommer att beskrivas mer i detalj i det följande. I stora draginnefattar drivenheten 54' en trefas växelriktare för omvandling av en inkommande DCspänning till en trefas växelspänning AC. DC spänningen kan exempelvis hämtas från en DC-buss som i sin tur, via en i figuren ej visad likriktare, hämtar sin kraft från ett 400 V AC-nät viakabeln 2 alternativt direkt till demoleringsroboten 1. Motorstyrenheten 53' innefattar vidare en strömsensor 55' som mäter nämnda DC-buss från ett batteripaket ombord på respektive fasströmmar till PMAC-motorn 15' samt en hastighets/lägesgivare 56' som mäterläge och hastighet hos PMAC-motorns utgående drivaxeln. Dessa data kan adresseras tillbakatill styrenheten 50' via det I/O gränssnitt som styrenheten är utrustat med.Tack vare uppfinningen med en varvtalsstyrd hydraulpump erhålls endemoleringsrobot med ett kompakt billigt energieffektivt system. I ett utförande medvarvtalsstyrning av en PM-motor och därmed pumpkapacitet kan variera pumpeffekt med flödeoch tryck hos hydraulvätskan inom ett stort intervall och där varje behov av flöde hos förbrukarekan tillgodoses med väsentligen reducerad risk för uppträdande punktering av systemet.Genom att använda PWM-styrning kan PMAC-motorns hastighet kontrolleras ochändras tusen gånger per sekund (dvs. i kHz området) och därmed med mycket snabbaresponstider och i princip steglöst. Detta innebär att problemen hos tidigaredemoleringsrobotars långa svarstider (responstider) hos hydraulsystemen väsentligen kan förbättras.The control device 40 comprises a drive unit 54' for the PMAC motor whose function, since it is well known in itself, will not be described in more detail in the following. Broadly, the drive unit 54' includes a three-phase inverter for converting an incoming DC voltage to a three-phase AC voltage. The DC voltage can for example be obtained from a DC bus which in turn, via a rectifier not shown in the figure, obtains its power from a 400 V AC network via the cable 2 or alternatively directly to the demolition robot 1. The motor control unit 53' further includes a current sensor 55' which measures said DC bus from a battery pack on board the respective phase currents to the PMAC motor 15' as well as a speed/position sensor 56' which measures the position and speed of the output drive shaft of the PMAC motor. This data can be addressed back to the control unit 50' via the I/O interface that the control unit is equipped with. Thanks to the invention with a speed-controlled hydraulic pump, an end demolition robot is obtained with a compact, inexpensive, energy-efficient system. In an embodiment with speed control of a PM motor and thus pump capacity, pump power can vary with flow and pressure of the hydraulic fluid within a large range and where every flow need of the consumer is met with a significantly reduced risk of punctures occurring in the system. By using PWM control, The speed of the PMAC motor is controlled and changed a thousand times per second (ie in the kHz range) and thus with very fast response times and basically stepless. This means that the problems of previous demolition robots' long response times (response times) of the hydraulic systems can be significantly improved.
P:\Stockholm\mfh\Skrivbord\Skrivbord 171207\New Folder\Brokk\P41801041SEOOP140373S EOO\P140373S EO1\220519 besk o patentkrav avdelad ansökan.docxP:\Stockholm\mfh\Desktop\Desktop 171207\New Folder\Brokk\P41801041SEOOP140373S EOO\P140373S EO1\220519 besk o patent claims divided application.docx
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE1851013A SE1851013A1 (en) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | Demolition robot and method for feeding hydraulic power to a hydraulically driven tool at a demolition robot |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE2250604A1 true SE2250604A1 (en) | 2022-05-19 |
Family
ID=69592785
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE2250604A SE2250604A1 (en) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | Demolition robot and method for feeding hydraulic power to a hydraulically driven tool at a demolition robot |
| SE1851013A SE1851013A1 (en) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | Demolition robot and method for feeding hydraulic power to a hydraulically driven tool at a demolition robot |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE1851013A SE1851013A1 (en) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | Demolition robot and method for feeding hydraulic power to a hydraulically driven tool at a demolition robot |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3841255B1 (en) |
| SE (2) | SE2250604A1 (en) |
| WO (1) | WO2020040684A1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE545880C2 (en) * | 2021-03-04 | 2024-03-05 | Husqvarna Ab | A control unit and a method for controlling a hydraulic system on a construction machine as well as a hydraulic system and a construction machine |
| SE2450058A1 (en) * | 2024-01-22 | 2025-07-23 | Husqvarna Ab | Construction equipment with a power limiting function |
| WO2025159678A1 (en) * | 2024-01-22 | 2025-07-31 | Husqvarna Ab | Construction equipment with a power limiting function |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007139169A1 (en) * | 2006-06-01 | 2007-12-06 | Takeuchi Mfg. Co., Ltd. | Working vehicle |
| JP2008256037A (en) * | 2007-04-03 | 2008-10-23 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Electric hydraulic working machine |
| KR101199244B1 (en) * | 2008-06-27 | 2012-11-09 | 스미토모 겐키 가부시키가이샤 | Hybrid construction machine |
| JP2011174494A (en) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | Takeuchi Seisakusho:Kk | Hydraulic control device |
| JP5737598B2 (en) * | 2010-10-22 | 2015-06-17 | 日立建機株式会社 | Electric construction machine |
| JP5562288B2 (en) * | 2011-05-25 | 2014-07-30 | 日立建機株式会社 | Electric drive for construction machinery |
| CN103890409A (en) | 2011-10-20 | 2014-06-25 | 日立建机株式会社 | Hydraulic drive device of power-operated hydraulic operation machine |
| SE542381C2 (en) | 2012-04-23 | 2020-04-21 | Brokk Ab | Electrically powered demolition robot and its power supply system |
| KR102067992B1 (en) * | 2012-11-07 | 2020-02-11 | 파커-한니핀 코포레이션 | Electro-hydrostatic actuator deceleration rate control system |
| SE1350633A1 (en) * | 2013-05-24 | 2014-11-25 | BAE Systems Hägglunds Aktiebolag | Method and system for controlling hydraulic device |
| US20160290367A1 (en) | 2013-12-19 | 2016-10-06 | Volvo Construction Equipment Ab | Hydraulic load sensing system |
| SE540462C2 (en) * | 2015-06-18 | 2018-09-18 | Vaederstad Holding Ab | Agricultural implements and method of feeding hydraulic power to an agricultural implement |
| SE539241C2 (en) | 2015-10-19 | 2017-05-23 | Husqvarna Ab | Adaptive control of hydraulic tool on remote demolition robot |
-
2018
- 2018-08-24 SE SE2250604A patent/SE2250604A1/en unknown
- 2018-08-24 SE SE1851013A patent/SE1851013A1/en not_active Application Discontinuation
-
2019
- 2019-08-19 WO PCT/SE2019/050761 patent/WO2020040684A1/en not_active Ceased
- 2019-08-19 EP EP19852266.6A patent/EP3841255B1/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3841255B1 (en) | 2023-07-26 |
| SE1851013A1 (en) | 2020-02-25 |
| WO2020040684A1 (en) | 2020-02-27 |
| EP3841255A4 (en) | 2022-05-18 |
| EP3841255A1 (en) | 2021-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3402985B1 (en) | Hydraulic apparatus comprising synthetically commutated machine, and operating method | |
| US10280593B2 (en) | Hydraulic fluid energy regeneration device for work machine | |
| US5568766A (en) | Method for controlling the drive for a hydraulic press having a plurality of operating phases | |
| CN109843631B (en) | Power supply system and method for DC motor driving hydraulic pump | |
| US8136271B2 (en) | Hydraulic unit and construction machine including the same | |
| SE2250604A1 (en) | Demolition robot and method for feeding hydraulic power to a hydraulically driven tool at a demolition robot | |
| EP3591241B1 (en) | Work machine | |
| KR101151562B1 (en) | An apparatus for controlling the hydraulic pump of a wheel loader | |
| JP2015047934A (en) | Electric actuator drive device for aircraft | |
| CN104379945A (en) | Control system for construction machine | |
| CN105402175A (en) | Hydraulic system | |
| CN104481712A (en) | Method and system for controlling rotating speed of engine and pumping equipment | |
| EP2510209A2 (en) | A method for controlling a pump and motor system | |
| JP6137780B2 (en) | Fluid supply device | |
| KR20150119377A (en) | Drive control system for working machine, working machine with said drive control system, and drive control method for said working machine | |
| CN106545548B (en) | More pump multi-motor durability test devices and method based on common DC bus technology | |
| CN106121915B (en) | Fan hydraulic pitch system and method | |
| CN104100508A (en) | Use of a motor-driven speed-variable hydraulic pump as a hydrostatic transmission | |
| CN107109823B (en) | Drive control system for work machine, work machine provided with same, and drive control method therefor | |
| CN105373147B (en) | Concrete pump truck control system, method and controller | |
| KR20140108278A (en) | Hydraulic closed circuit system | |
| SE2450570A1 (en) | System and method of an electric motor driving a hydraulic pump in a demolition and demolition robot | |
| JP3025657U (en) | Work vehicle engine power plant | |
| KR20100075093A (en) | Swing control apparatus for hybrid contruction machinery and swing control method thereof | |
| JP2016108948A (en) | Driving device and construction machine |